HZ160C2型转向架构架制造技术

刘程+刘亚峰

摘 要：介绍了HZ160C2转向架构架组成的结构及制造过程。通过对其结构难点的分析，制订具体的工艺措施及控制方法，为产品质量提供了可靠的保证。

关键词：HZ160C2型转向架；构架组成；制造工艺

随着我国经济结构的不断调整变化，铁路货车在大宗物资运输上的优势正随着运输市场需求结构的变化而受到严重冲击。而以消费品为主的快捷货运需求存在巨大的潜在市场，铁路货车制造企业正积极调整市场发展战略，因此适应现代运输市场的快捷货车的生产势在必行。HZ160C2型转向架是齐齐哈尔轨道交通装备公司研发的功能先进的新型快捷货车转向架，主要适用于当下铁路货车提速要求，为企业赢得市场竞争力提供强有力的保证。该转向架为全焊接构架结构，在动力学性能、轴重均载性、制造工艺检修等方面，比HZ160C1型转向架有着明显的优越性。该转向架主要结构由构架组成、减振装置、转臂式轴箱组成等部分组成。该转向架的制造质量将直接影响车辆的整机性能，如何保证其质量对制造工艺提出了全新的课题。

1 主要结构

该转向架属于焊接构架式转向架，构架由侧梁组成、横梁组成、纵向梁组成等部分组成，其中侧梁、纵向梁均为箱型结构。同时制动吊座、拉杆座、抗蛇形减震器座等附属件材料均采用Q345E低合金高强钢，具有良好的低温冲击性能、切削性能、冷冲压及焊接性能。结构相对以往的构架转向架结构简单，便于制造和运用与维修。但其仍然是一种大型焊接构件，结构复杂，焊接分布不规则，且焊缝数量多，焊接量大，焊接变形大，机械加工面多，结构尺寸要求严格，这就需要必须以严谨的制造工艺控制焊接变形以及各工序间的产品质量控制。

2 主要制造工艺及质量保证措施

2.1 侧梁组成制造工艺

2.1.1 主要工艺流程

侧梁分组成组对→内腔焊→组对上盖板→上盖板手工打底焊接→外侧焊缝机械手焊→校形→探伤（MT和UT）→加工→组焊弹簧座、定位环→校形→磁粉探伤→焊接小盖板→组焊座板、筋板→加工。

2.1.2 主要制造工藝

（1）侧梁腹板采用数控加工，坡口形式为单侧V型坡口，顿边控制在0.5-1mm，焊接前，对腹板、下盖板等件进行抛丸处理。

（2）使用专用组对工装进行下盖板、腹板及隔板组对，保证腹板与下盖板组对间隙小于1mm，同时保证隔板与腹板的垂直度不大于1mm。

（3）为保证下盖板与两腹板内侧焊缝连续，隔板采用两次组对方法。侧梁内腔焊接时采用对称交替焊接顺序进行施焊，严格控制热输入及层间温度。隔板焊接采用360°旋转变位器，将各焊缝翻转至平焊位置进行焊接，从而保证了内腔焊缝的产品质量。

（4）按照1/1000的焊后收缩量，定位环组装孔距预留收缩余量，保障定位环加工后的壁厚均匀。

2.1.3 解决工艺制造难点

侧梁翼板在机械手外部焊缝焊接完成后变形量大，导致翼板加工后无法与横梁座进行配装需要对上下翼板校形。由于侧梁上下盖板存在角度，火焰校正的难度大。因此采用双顶丝与火焰同时进行作业，控制温度在600℃以下，通过以上方法解决了翅膀校形困难的难题。

2.2 纵向梁组成制造工艺

2.2.1 主要工艺流程

纵向梁分组成组对→内腔焊→组对上盖板→外侧焊缝机械手焊→探伤→校形→组焊限位座、筋板→划线加工。

2.2.2 主要制造工艺

（1）保证内腔焊接时焊缝连续，焊接顺序为：直隔板处定位焊→插入隔板→内侧焊缝焊接→隔板焊接。（2）由于纵向梁组成板材件较薄，焊接时易产生的变形量较大，所以选择合理的焊接工艺参数极为关键。焊接时采用小电流、多层多道焊接，减小热输入，控制焊接变形。（3）腹板圆弧坡口纵向梁组焊后加工，保证下工序小构架组对质量，同时预留一定的焊接收缩量。

2.2.3 解决工艺制造难点

纵向梁上下盖板间距小，普通的液压千斤顶无法放入其中，对其校形。所以自制工装，通过点式矫平机、利用搭桥方式进行校形，利用如上方法解决了纵向梁上下盖板的变形无法校正的问题，以及解决纵向梁上下盖板端部在焊接后产生变形量过大造成无法加工的工艺难题。

2.3 横梁组成制造工艺

2.3.1 主要工艺流程

组对横梁、横梁座→机械手焊接→探伤→加工

2.3.2 主要制造工艺

（1）为保证焊接质量，使焊缝根部能熔透，组对时保证横梁与横梁座之间5mm间隙，以及横梁与横梁座垂直度不大于1，自制5mm圆弧样板，并且三个工装样板同时进行组对，从而保证了组对间隙及间隙的均匀性。（2）对定位焊焊缝进行清根打磨，焊前预热，预热温度在150-200℃，采用机械手焊接，小电流多层多道焊接，减少热输入量，从而控制焊接变形。

2.4 小构架组成制造工艺

2.4.1 主要工艺流程

组对横梁、纵向梁→焊接、打磨→划线→加工

2.4.2 主要制造工艺

（1）使用专用工装组对小构架，保证横梁与纵向梁相对高度尺寸，保证纵向梁间距等关键尺寸。（2）试制过程中采用三坐标划线仪辅助，减小因横梁长度不统一带来的中线偏差问题。（3）横梁座矩形尺寸小构架焊后加工，避免了因焊接变形造成的尺寸偏差。

2.5 构架组成制造工艺

2.5.1 主要工艺流程

组对小构架、侧梁、连接板→焊接→组对附属件→焊接→焊缝打磨→校形→探伤→热处理→划线加工

2.5.2 主要制造工艺

（1）小构架与侧梁采用专用工装组对，并采用三坐标划线仪辅助，保证弹簧座对角线差及横梁中线到侧梁弹簧座3mm尺寸要求，并且在焊接过程中使用紧固装置进行刚性固定，控制变形。（2）在构架附属件组对后，利用三坐标划线仪进行检测，确保各附属件组对精度及是否有加工余量，有效保证了产品质量。

2.5.3 解决工艺制造难点

转臂座是构架组成的关键部件，焊缝为“K”型双面坡口形式，焊接后容易产生变形，虽预留了一定的加工余量，但焊接后的尺寸仍然是影响构架质量的关键因素。控制措施：自制工装，在组对与焊接的过程中进行夹紧控制，并对每一层焊缝敲击去除应力，保证了构架组成后转臂座的尺寸。

结束语

目前，公司3辆份HZ160C2型转向架已经完成整机交验，表明制造工艺合理，能够满足快运货车转向架产品质量技术要求，为后续批量生产打下坚实的工艺基础。

参考文献

[1]徐世峰，杨爱国.18t轴重160km/h货车转向架研制[J].铁路车辆，2007，45（8），42-44.

[2]田锡唐.焊接结构[M].北京：机械工业出版社，1997.

作者简介：刘程（1990-），男，汉族，学士，助理工程师，从事铁路车辆组装工艺工作。

刘亚峰（1983-），男，汉族，工程师，从事铁路车辆焊接工艺工作。